Le bande a microonde V e W (70-100 GHz) non sono ancora usate per le radiocomunicazioni spaziali, ma le crescenti esigenze di larghezza di banda richiederanno soluzioni future all'interno di tali bande. Tale sviluppo delle comunicazioni via satellite nelle bande di frequenza V e W richiede la misura delle caratteristiche di attenuazione atmosferica a queste frequenze. I dati disponibili a onde millimetriche per verificare o sviluppare modelli predittivi e tecniche di mitigazione della attenuazione sono carenti. L'usuale approccio della raccolta dati di attenuazione da satelliti in orbite geostazionarie tramite stazioni riceventi a microonde è costoso e lungo. D'altra parte, il Sole è una fonte naturale di radio onde a largo spettro che può essere sfruttata per fornire i una sorgente in banda V e W a basso costo. I sistemi radiometrici a microonde sono migliorati in modo significativo negli ultimi anni, ma esistono pochi sistemi di ricerca progettati ad hoc per fornire misure di inseguimento solare in banda V e W. La proposta SOLRAD89 è uno studio di fattibilità e realizzazione di un radiometro in banda W ad inseguimento solare (ST, Sun Tracking) la cui peculiarità è quella di superare la difficoltà della radiometria a microonde per la stima dell'attenuazione atmosferica in condizioni di precipitazione e, come prodotto collaterale, la brillanza solare in banda W. La proposta è di dotare un sistema prototipale esistente in banda W, denominato RAD89, di: 1) un sistema di inseguimento solare che tracci il movimento apparente del Sole con elevazioni da 5° a 90°; 2) due antenne identiche che utilizzeranno la stessa catena a radiofrequenza per effettuare delle misure contemporanee della temperatura di brillanza, del Sole e della porzione di cielo osservata fuori dall'influenza del Sole; alla stessa frequenza di osservazione. La caratterizzazione dello strumento SOLRAD89 sarà effettuata in laboratorio e mediante campagna di misura.
L'obiettivo del progetto SOLRAD89 (Radiometro ad inseguimento solare in banda W a 89 GHz) è di introdurre innovazione nella tecnica di misura radiometrica, utilizzata fino ad ora, che misura direttamente l'attenuazione del percorso obliquo terra-spazio. Infatti, la realizzazione del SOLRAD89 renderà possibile utilizzare un radiometro a onde millimetriche ad inseguimento solare per misurare l'attenuazione atmosferica nella banda W, raramente utilizzata per le comunicazioni spaziali e le applicazioni di telemetria.
L'innovatività della proposta SOLRAD89 è di rafforzare e mantenere lo slancio dell'esperienza del gruppo Sapienza nello sfruttamento dell'emergente scienza e tecnologia, oltre che nelle bande Ku / Ka, anche nella banda W. L'innovazione e l'impatto di SOLRAD89 sono previsti dal punto di vista scientifico, tecnologico e applicativo:
1) al momento non esistono sistemi disponibili in commercio progettati per fornire misure continue di inseguimento solare con angoli di elevazione da 5° a 90 °;
2) le misure di LOS (Line Of Sight) collocate in corrispondenza della stessa frequenza di osservazione;
3) con il futuro sistema radiometrico in banda W, con la tecnica ST, in presenza di nuvole precipitanti si può anche fornire una stima accurata dell'estinzione atmosferica maggiore di 30 dB; 3) con la precisione della tecnica ST possono essere testati i modelli di previsione parametrica per il recupero dell'estinzione atmosferica per qualsiasi condizione atmosferica;
4) fornirà dati necessari a capire le possibili architetture dei sistemi di comunicazione satellitare in banda W;
5) questo tipo di sistema di misura può essere utilizzato come strumento di ricerca per la radioastronomia per fornire preziose stime della temperatura della luminosità del Sole che è quasi inesplorata oltre la banda Ku.
La proposta SOLRAD89 propone di sviluppare una soluzione che effettuerà misure continue dell'attenuazione nella banda W. Il sistema di radiometro proposto oltre ad un riferimento interno di calibrazione utilizza il Sole come fonte di radiazione, la temperatura di brillanza del Sole, dell'ordine di circa 6.700 K in onda millimetrica (70-90 GHz), fornisce un riferimento di fondo ideale che consente una stima dell'attenuazione atmosferica totale in una gamma dinamica elevata. Inseguendo il Sole, il sistema SOLRAD89 fornirà accurati valori di attenuazione su una vasta gamma di angoli di azimuth ed elevazione. Combinando due antenne, un'antenna a fascio stretto che punta il Sole e l'altra antenna, sempre a fascio stretto ma a doppia polarizzazione, che punta l'atmosfera, lo strumento proposto, montato su un piedistallo motorizzato per l'inseguimento solare, sarà in grado di misurare l'attenuazione del percorso totale con oltre 30 dB di dinamica.